發(fā)布日期：2019-03-15
阿茲海默病是全世界最為流行的神經(jīng)退行性疾病，其病理特征為β淀粉樣蛋白和tau蛋白的積聚，患者則會(huì)表現(xiàn)出認(rèn)知能力的不斷下降。這一疾病雖然對(duì)人類影響重大，但新藥研發(fā)之旅卻是困難重重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1998年到2017年期間，開發(fā)阿茲海默病新藥的146次嘗試均告失敗，20年來只有4款藥物成功獲批控制病情，成功與失敗的比例為1：37！ 痛定思痛，科學(xué)家們開始反思，我們對(duì)于阿茲海默病的理解是否存在偏差。譬如，近期一個(gè)很流行的觀點(diǎn)認(rèn)為，β淀粉樣蛋白的沉積不是“因”，而是“果”。它更像是大腦免疫系統(tǒng)對(duì)抗感染后留下的痕跡。無獨(dú)有偶，許多研究也將病毒感染、細(xì)菌感染和阿茲海默病聯(lián)系到了一起，試圖從全新角度解決這一頑疾。 今日，頂尖學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》上刊登的一篇論文，則讓人感嘆科學(xué)家們的腦洞可以有多大：來自麻省理工學(xué)院（MIT）的蔡立慧教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，我們有望使用特定頻率的光和聲音來治療阿茲海默??！在小鼠實(shí)驗(yàn)中，研究人員不僅減少了疾病的病理特征，還提高了小鼠的認(rèn)知能力。
▲本研究的通訊作者蔡立慧教授（圖片來源：蔡立慧教授實(shí)驗(yàn)室官網(wǎng)）
這可不是科學(xué)家們一拍腦袋想出來的辦法。事實(shí)上，蔡立慧教授團(tuán)隊(duì)在阿茲海默病領(lǐng)域已辛勤耕耘多年。在2016年12月，她的團(tuán)隊(duì)就在《自然》雜志上發(fā)表研究論文，發(fā)現(xiàn)每秒閃動(dòng)40次（40赫茲）的光能激發(fā)大腦的γ腦電波，減少小鼠大腦中的β淀粉樣蛋白。 這一研究結(jié)果雖然有趣，實(shí)用價(jià)值卻甚為有限。這是因?yàn)樵谛∈蟠竽X中，只有“視覺中樞”的β淀粉樣蛋白有所減少，而視覺中樞并不是阿茲海默病發(fā)生進(jìn)展的關(guān)鍵區(qū)域。如果有什么方法可以影響到控制記憶的海馬體，轉(zhuǎn)化為人類療法的潛力才會(huì)更大一些。
這正是蔡立慧教授團(tuán)隊(duì)本次帶來的突破。研究人員們發(fā)現(xiàn)，40赫茲的聲音，同樣可以激發(fā)大腦里的γ腦電波。但與光不同的是，這些聲音不僅會(huì)影響“聽覺中樞”，還能夠影響到海馬體中關(guān)鍵的CA1部位，以及內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)（mPFC）。這些結(jié)果表明“聲音療法”有可能會(huì)改善海馬區(qū)的神經(jīng)活性。 在接下來的小鼠實(shí)驗(yàn)中，這一想法得到了驗(yàn)證。在6個(gè)月大的阿茲海默病小鼠模型中，研究人員們?cè)u(píng)估了“聲音療法”的效果。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在7天的療程后，“40赫茲”組的小鼠，其物體識(shí)別能力與空間識(shí)別能力均有所提升，反映了它們認(rèn)知能力的加強(qiáng)。相比之下，沒有接受聲音刺激，或是接受隨機(jī)頻率聲音刺激的小鼠，其認(rèn)知能力則沒有變化。
▲在運(yùn)動(dòng)能力保持不變的情況下，經(jīng)過40赫茲的聲音“治療”，小鼠的認(rèn)知能力出現(xiàn)提高（藍(lán)色）（圖片來源：《細(xì)胞》）
認(rèn)知能力得到改善的背后，小鼠的大腦里也發(fā)生了變化。研究人員們發(fā)現(xiàn)，這種“聲音療法”可以減少小鼠模型中，聽覺中樞以及海馬體里的β淀粉樣蛋白。與此同時(shí)，大腦內(nèi)行使吞噬作用的小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量有所增加，大腦內(nèi)的血管直徑也有所擴(kuò)增。這些發(fā)現(xiàn)暗示，大腦有可能通過這些機(jī)制清除β淀粉樣蛋白。 有趣的是，當(dāng)40赫茲的聲音與光聯(lián)合使用時(shí)，在激發(fā)小膠質(zhì)細(xì)胞反應(yīng)，以及清除β淀粉樣蛋白上，似乎還能起到更好的效果。“小膠質(zhì)細(xì)胞堆疊在β淀粉樣蛋白的周圍。” 蔡立慧教授說道。
▲聲音和光的雙重作用下（左），小鼠腦中的β淀粉樣蛋白相較對(duì)照組（右）有明顯減少（圖片來源：Gabrielle T。 Drummond）
研究人員坦誠，他們并不清楚為何40赫茲的聲音刺激會(huì)造成如此廣泛的影響。“為什么這種特定的刺激會(huì)影響所有方面？” 蔡立慧教授補(bǔ)充道：“這是一個(gè)尚未解決的問題。” 研究人員們同樣指出，這項(xiàng)研究所觀察到的結(jié)果，基于經(jīng)過基因編輯的小鼠模型。這些結(jié)果能否在人體上重現(xiàn)，依舊需要更多的研究來證實(shí)。如果它被證實(shí)安全有效，無疑將會(huì)極大地改變阿茲海默病的治療格局。我們期待早日看到這一天的到來！
來源：學(xué)術(shù)經(jīng)緯
